劉新浩,趙 越,陳國成
(國家無線電監(jiān)測中心檢測中心,北京 100041)
無線電頻譜是國家的戰(zhàn)略性稀缺資源。近年來,隨著“中國制造2025”、“互聯(lián)網(wǎng)+”加快實(shí)施,下一代移動通信、物聯(lián)網(wǎng)、車聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)控制系統(tǒng)等新技術(shù)新業(yè)態(tài)快速發(fā)展,無線電技術(shù)應(yīng)用日益廣泛,經(jīng)濟(jì)社會對無線電頻率的需求不斷增加,頻譜資源日益緊張,電磁環(huán)境日趨復(fù)雜,對無線電管理工作提出了更高的要求。無線電監(jiān)管技術(shù)設(shè)施作為無線電管理工作主要的技術(shù)工具,在無線電管理工作中發(fā)揮了巨大作用。
《國家無線電管理規(guī)劃(2016-2020年)》(以下簡稱“十三五規(guī)劃”)中明確指出:“強(qiáng)化無線電監(jiān)測、信息化和設(shè)備檢測等技術(shù)手段,提升智能水平,為維護(hù)空中電波秩序提供技術(shù)保障”和“加強(qiáng)無線電管理標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范建設(shè),充分發(fā)揮標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范對無線電管理工作的規(guī)范性引領(lǐng)作用,進(jìn)一步強(qiáng)化無線電管理基礎(chǔ)研究,支撐無線電管理事業(yè)發(fā)展”是“十三五”期間的兩項主要任務(wù)。因此,加強(qiáng)無線電監(jiān)管標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范建設(shè),梳理和完善無線電監(jiān)管技術(shù)設(shè)施標(biāo)準(zhǔn)體系對“十三五”及以后的設(shè)施建設(shè)有十分重要的意義。加強(qiáng)無線電監(jiān)管技術(shù)設(shè)施標(biāo)準(zhǔn)化工作是實(shí)現(xiàn)科學(xué)管理提高工程質(zhì)量的可靠手段,是推進(jìn)頻譜資源合理利用的有效途徑,是推廣新技術(shù)和新成果的橋梁,是促進(jìn)行業(yè)健康發(fā)展、維護(hù)無線電安全的有力保證。
我國從“九五”至“十二五”期間,投入了大量資金用于無線電管理技術(shù)設(shè)施建設(shè),設(shè)施建設(shè)力度有目共睹、成效顯著。截止“十二五”末,我國逐步建成、升級、完善了31個?。▍^(qū)、市)聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行的全國無線電管理信息網(wǎng),實(shí)現(xiàn)信息共享和實(shí)時查詢;建成短波監(jiān)測網(wǎng)和衛(wèi)星監(jiān)測網(wǎng),實(shí)現(xiàn)了C/Ku頻段靜止軌道衛(wèi)星東經(jīng)10度至東經(jīng)180度的監(jiān)測覆蓋;建成覆蓋全國63%縣級以上城市的VHF/UHF固定監(jiān)測站2522個,配有移動監(jiān)測車1106輛、可搬移和便攜式設(shè)備6731臺(套),形成了固定與移動相結(jié)合的無線電監(jiān)測網(wǎng)絡(luò),基本滿足重要區(qū)域20-3000MHz 頻段的監(jiān)測需要;部分?。▍^(qū)、市)無線電管理機(jī)構(gòu)建成較為完善的無線電設(shè)備檢測實(shí)驗室,基本具備了對在用無線電設(shè)備發(fā)射特性檢測的能力[1]。
這些無線電管理技術(shù)設(shè)施在重大活動、重要地域、重要時期、重要業(yè)務(wù)、重要頻段的無線電安全保障以及無線電干擾查處、日常無線電監(jiān)測和維護(hù)電波秩序工作中發(fā)揮了重要的作用,為經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展和國防建設(shè)提供了良好的支撐。
近年來,我國無線電管理機(jī)構(gòu)加強(qiáng)了無線電管理技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化工作。目前已發(fā)布和實(shí)施的無線電領(lǐng)域標(biāo)準(zhǔn)98項,正在研究起草的標(biāo)準(zhǔn)59項,其他規(guī)范性文件49項。這些標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范基本覆蓋無線電頻譜工程、監(jiān)測、檢測和信息化等業(yè)務(wù)領(lǐng)域,有效保障了無線電管理的各項工作。
在開展標(biāo)準(zhǔn)研究的同時,無線電管理機(jī)構(gòu)也在逐步探索適合無線電管理工作的標(biāo)準(zhǔn)體系,2016年中國無線電協(xié)會發(fā)布的《無線電管理技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化工作發(fā)展研究報告》中給出了無線電管理技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系框架,如圖1所示。2017年《無線電領(lǐng)域標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)指南》中又從無線電領(lǐng)域出發(fā)建立了一個完善的無線電領(lǐng)域標(biāo)準(zhǔn)體系,并在其中規(guī)劃了無線電管理技術(shù)設(shè)施標(biāo)準(zhǔn),如圖2[2]和圖3[3]所示。
圖1 無線電管理技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系
圖2 無線電領(lǐng)域標(biāo)準(zhǔn)體系
圖3 無線電管理技術(shù)設(shè)施標(biāo)準(zhǔn)領(lǐng)域
通過對相繼研制的標(biāo)準(zhǔn)體系和現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)的分析,可以發(fā)現(xiàn)當(dāng)前無線電管理技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化工作,以無線電管理規(guī)范、無線電監(jiān)測、無線電設(shè)備檢測、專業(yè)無線電和頻譜工程等領(lǐng)域為主,關(guān)注重點(diǎn)是設(shè)施設(shè)備,對于無線電管理技術(shù)設(shè)施的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)在標(biāo)準(zhǔn)體系中仍有待完善。
近年來,芯片技術(shù)、大數(shù)據(jù)、云計算以及人工智能技術(shù)高速發(fā)展,這些技術(shù)也正在逐漸應(yīng)用到無線電管理工作。以空間譜、TDOA、升空平臺和信息一體化等技術(shù)為代表的新型電管理技術(shù)設(shè)施投入使用,展示了無線電監(jiān)管技術(shù)設(shè)施呈多樣化快速發(fā)展的態(tài)勢。
3.2.1 新技術(shù)廣泛應(yīng)用
空間譜估計是陣列信號處理的一個重要研究方向,是在空域濾波、時域譜估計的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一門學(xué)科與技術(shù),其優(yōu)異的參數(shù)估計性能、廣闊的應(yīng)用前景引起了人們極大的興趣。目前,空間譜估計理論與技術(shù)已日趨成熟,應(yīng)用領(lǐng)域日益擴(kuò)大,新理論、新方法不斷涌現(xiàn),空間譜估計側(cè)重于研究空間多傳感器陣列所構(gòu)成的處理系統(tǒng)對感興趣的空間信號的多種參數(shù)進(jìn)行準(zhǔn)確的估計的能力,主要目的就是估計信號的空域參數(shù)或信源位置?;诳臻g譜估計的多通道無線電監(jiān)測測向系統(tǒng)是空間譜估計技術(shù)在無線電監(jiān)管技術(shù)設(shè)施中的主要應(yīng)用之一,該系統(tǒng)在國家無線電監(jiān)測中心烏魯木齊站的大型天線陣的空間譜估計短波監(jiān)測測向系統(tǒng)一期工程、昌吉北部荒漠區(qū)的空間譜估計短波監(jiān)測測向系統(tǒng)一期監(jiān)理工程以及寧夏、河北等國家或?。▍^(qū)、市)無線電保障和監(jiān)測工作中投入使用,發(fā)揮了顯著的作用。
TDOA定位是一種利用無線電信號到達(dá)時間差進(jìn)行定位的方法,該定位技術(shù)可應(yīng)用于各種移動通信系統(tǒng)。隨著無線電監(jiān)管技術(shù)設(shè)施的小型化,微型化,基于TDOA的無線電信號定位系統(tǒng)在城市網(wǎng)格化無線電監(jiān)測系統(tǒng)中得到的大量應(yīng)用,其區(qū)別于傳統(tǒng)監(jiān)測測向設(shè)備對區(qū)域內(nèi)信號進(jìn)行監(jiān)測和交匯定位的優(yōu)勢,在于其體積小,降低了選址難度和安裝成本。TDOA的無線電信號定位系統(tǒng)在上海、天津、長春、成都等多個城市進(jìn)行大范圍的試驗網(wǎng)建設(shè)。
“十三五規(guī)劃”的專欄3指出:“按需升級改造監(jiān)測測向系統(tǒng),使其具備多通道并行監(jiān)測能力、同頻信號分離及測向能力、跳頻/擴(kuò)頻信號監(jiān)測能力等”,標(biāo)志著基于空間譜估計等新技術(shù)的無線電監(jiān)管技術(shù)設(shè)施已經(jīng)得到無線電管理機(jī)構(gòu)的認(rèn)可,新技術(shù)的應(yīng)用將在未來無線電管理工作中發(fā)揮重要作用。
3.2.2 承載平臺不斷拓展
隨著無人機(jī)等技術(shù)的井噴式發(fā)展和公共基礎(chǔ)的日漸完善,利用升空平臺、水上平臺和社會資源進(jìn)一步提高無線電監(jiān)測能力亦成為“十三五”期間一項專題工作?!笆逡?guī)劃”的專欄3提出:“根據(jù)實(shí)際需要探索利用升空氣球、無人機(jī)、直升機(jī)、船舶等載體,配備監(jiān)測設(shè)備,開展空中和水上無線電監(jiān)測?!?和“探索利用公共交通等社會資源作為載體開展監(jiān)測能力建設(shè),多渠道采集監(jiān)測數(shù)據(jù),作為現(xiàn)有監(jiān)測手段的有效補(bǔ)充,進(jìn)一步提高監(jiān)測覆蓋能力?!?/p>
當(dāng)前,無人機(jī)等升空平臺已經(jīng)成為一項熱門話題,從最初的技術(shù)便利到當(dāng)下的管理困難,跨部門的交叉管理一直是亟待解決的難點(diǎn),利用升空平臺進(jìn)行無線電監(jiān)測也需在符合國家有關(guān)法律的前提下開展,如何引導(dǎo)無線電監(jiān)管技術(shù)設(shè)施生產(chǎn)企業(yè)的研發(fā)方向,既為無線電監(jiān)管設(shè)施提供新的承載平臺,又符合國家法律法規(guī)是標(biāo)準(zhǔn)工作的一項重點(diǎn)任務(wù)。此外,利用公共交通和漁業(yè)等既有平臺進(jìn)行無線電監(jiān)測,既可降低固定、移動監(jiān)測設(shè)施基礎(chǔ)建設(shè)和車輛改裝的資金投入,又可拓展無線電監(jiān)測覆蓋范圍。但相應(yīng)技術(shù)尚待論證,必須以標(biāo)準(zhǔn)引導(dǎo)技術(shù)的發(fā)展,發(fā)揮其前沿性和普遍適用性。
3.2.3 信息化程度不斷提升
隨著無線電監(jiān)測網(wǎng)覆蓋范圍的提升,對網(wǎng)絡(luò)的要求不再是單一的數(shù)據(jù)傳輸,“十二五”期間,國家無線電監(jiān)測中心提出了統(tǒng)一模型、整體架構(gòu)的一體化建設(shè)思路,以整合無線電監(jiān)測網(wǎng)各個節(jié)點(diǎn)、將其由網(wǎng)絡(luò)化向信息化轉(zhuǎn)變。這一整體架構(gòu)綜合考慮了對頻率、臺站、監(jiān)測、檢測、綜合管理、重大保障等全業(yè)務(wù)的支撐,還包括對決策層、管理層、操作層三層的支撐,以及對國家-省-地市三級的支撐,一體化工程從信息系統(tǒng)的角度出發(fā)涵蓋了無線電全業(yè)務(wù)管理建設(shè)的廣度和深度?!笆逡?guī)劃”將提升監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)智能水平作為一項重點(diǎn)工作,在強(qiáng)調(diào)開展智能監(jiān)測網(wǎng)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的研究制定的前提下,指出基于標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范,推進(jìn)智能化監(jiān)測網(wǎng)建設(shè),提升不明無線電信號的主動發(fā)現(xiàn)能力。繼續(xù)完善各級無線電管理指揮中心、一體化平臺建設(shè),積極推進(jìn)信息系統(tǒng)升級。
當(dāng)前,無線電管理一體化平臺在試驗階段已經(jīng)以規(guī)范性技術(shù)文件的形式發(fā)布了一系列技術(shù)要求,隨著短波監(jiān)測測向一體化平臺的成功運(yùn)行和“十三五規(guī)劃”的逐步落實(shí),未來超短波無線電監(jiān)測管理一體化服務(wù)和無線電管理一體化平臺將向全國推廣,相關(guān)規(guī)范性文件需要向國家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行轉(zhuǎn)化。
3.2.4 無線電設(shè)備檢測范圍逐漸擴(kuò)大
在無線電設(shè)備檢測方面,隨著技術(shù)的發(fā)展,新型無線電設(shè)備不斷涌現(xiàn),檢測技術(shù)和檢測設(shè)施不斷面臨新的挑戰(zhàn),從傳統(tǒng)的射頻測試、電磁兼容測試到新興的OTA測試和在用設(shè)備檢測。為滿足無線電設(shè)備的事前、事中和事后監(jiān)管,“十三五規(guī)劃”提出國家和地方分工協(xié)作,在標(biāo)準(zhǔn)制定、體系架構(gòu)和任務(wù)實(shí)施等方面,分層次加強(qiáng)無線電發(fā)射設(shè)備檢測能力建設(shè),構(gòu)建完備的無線電發(fā)射設(shè)備檢測體系。根據(jù)業(yè)務(wù)需要和職責(zé)分工,結(jié)合無線電發(fā)射設(shè)備管理的改革,配置相應(yīng)等級、功能完善的檢測儀器儀表,適應(yīng)在用設(shè)備的監(jiān)督檢查、無線電發(fā)射設(shè)備事中事后管理、干擾源技術(shù)鑒定的需要。完善移動檢測能力,加強(qiáng)檢測系統(tǒng)的聯(lián)網(wǎng)和數(shù)據(jù)共享。這對無線電設(shè)備頻譜特征檢測實(shí)驗室提出了新的要求。
此外,無線電監(jiān)管技術(shù)設(shè)施的測試驗證工作逐漸受到無線電管理機(jī)構(gòu)重視,提升無線電監(jiān)測設(shè)施測量的準(zhǔn)確性,以科學(xué)、客觀和準(zhǔn)確的技術(shù)手段為依托,進(jìn)一步加強(qiáng)無線電監(jiān)管技術(shù)設(shè)施在系統(tǒng)選型、建設(shè)驗收、日常使用等全生命周期內(nèi)的測試驗證工作,是無線電設(shè)備檢測的一個新興領(lǐng)域。研究無線電監(jiān)管技術(shù)設(shè)施測試驗證技術(shù),保障無線電監(jiān)測數(shù)據(jù)和監(jiān)測報告的準(zhǔn)確性,為無線電管理工作提供有效可靠的技術(shù)支撐,為行政執(zhí)法工作提供有力證據(jù),是無線電設(shè)備檢測實(shí)驗室的一項重點(diǎn)工作。
伴隨著無線電監(jiān)管技術(shù)設(shè)施高速建設(shè),由于新技術(shù)應(yīng)用,產(chǎn)品定制化生產(chǎn)等問題,在設(shè)施的性能和功能評估方面沒有跟上建設(shè)的速度,一些問題逐漸浮現(xiàn):
(1)缺乏產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn),器件設(shè)備一致性差。由于技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和建設(shè)需求的不統(tǒng)一,各地?zé)o線電管理機(jī)構(gòu)在建設(shè)無線電監(jiān)管技術(shù)設(shè)施時,會根據(jù)工作需求對設(shè)施的技術(shù)參數(shù)和功能提出特殊要求,制造商也重點(diǎn)關(guān)注這些技術(shù)參數(shù)和功能的實(shí)現(xiàn),容易忽略對設(shè)施整體性能的評估。部分設(shè)備受生產(chǎn)條件限制,導(dǎo)致射頻器件性能較差,對設(shè)備基本性能和電磁兼容性造成不良影響。
(2)缺乏環(huán)境適應(yīng)性標(biāo)準(zhǔn),產(chǎn)品使用壽命有限。無線電監(jiān)管技術(shù)設(shè)施的環(huán)境適應(yīng)性標(biāo)準(zhǔn)多為引用電子電器產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn),并未充分考慮電管理技術(shù)設(shè)施的工作要求。由于部分環(huán)境適應(yīng)性指標(biāo)和試驗要求的缺失,致使無線電監(jiān)管技術(shù)設(shè)施在交付到無線電管理機(jī)構(gòu)后出現(xiàn)水土不服的現(xiàn)象。
(3)缺乏系統(tǒng)集成和軟件信息系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范,可靠性和安全性未經(jīng)評測。無線電監(jiān)測系統(tǒng)的基本組成包括監(jiān)測接收機(jī)和天饋系統(tǒng)組成,集成商從不同的廠家采購監(jiān)測接收機(jī)和天饋系統(tǒng)后,依據(jù)信息系統(tǒng)集成標(biāo)準(zhǔn)開展集成工作,這些標(biāo)準(zhǔn)未考慮無線電監(jiān)管技術(shù)設(shè)施的特殊性,如電磁屏蔽效果是否達(dá)到工作要求等。另外,在此硬件平臺上再開發(fā)的軟件系統(tǒng)只經(jīng)過開發(fā)方測試就交付用戶,很少委托第三方進(jìn)行全面的評測,除功能性滿足用戶需求外,在易用性、可靠性、效率和安全性等方面不盡如人意。與此同時,國內(nèi)廠家為保護(hù)核心技術(shù),很少公開編程指令集,致使無線電管理機(jī)構(gòu)不得不通過一體化平臺等手段將各家設(shè)備進(jìn)行整合。
當(dāng)前無線電監(jiān)管技術(shù)設(shè)施主要包括無線電監(jiān)測網(wǎng)、無線電管理信息系統(tǒng)和無線電設(shè)備檢測實(shí)驗室,相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)應(yīng)圍繞這三方面展開。此外,考慮到軍民融合、軍民共用進(jìn)程的不斷深入,無線電監(jiān)管技術(shù)設(shè)施測試驗證工作的正式開展,超前做好相關(guān)設(shè)施建設(shè)的規(guī)劃和標(biāo)準(zhǔn)預(yù)研是十分有必要的。因此建議無線電監(jiān)管技術(shù)設(shè)施建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)體系以無線電監(jiān)測網(wǎng)、無線電管理信息系統(tǒng)和無線電設(shè)備檢測實(shí)驗室為基礎(chǔ),額外考慮特殊應(yīng)用需要,做好設(shè)施建設(shè)過程中的技術(shù)保障工作,打造一個覆蓋無線電監(jiān)管技術(shù)設(shè)施建設(shè)和維護(hù)的標(biāo)準(zhǔn)體系。
在確立標(biāo)準(zhǔn)體系分支結(jié)構(gòu)后,將現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)梳理歸類,確定無線電監(jiān)管技術(shù)設(shè)施建設(shè)急需的標(biāo)準(zhǔn),加快立項起草工作。開展標(biāo)準(zhǔn)體系的推廣工作,讓無線電管機(jī)構(gòu)和設(shè)備制造企加深對標(biāo)準(zhǔn)體系的認(rèn)識。
建議加大標(biāo)準(zhǔn)化工作支持力度,提高產(chǎn)業(yè)扶持力度,以國內(nèi)技術(shù)領(lǐng)先的企業(yè)為標(biāo)準(zhǔn)先行試點(diǎn),以團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)先發(fā)的形式,在運(yùn)作成熟之后,轉(zhuǎn)成行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)或者國家標(biāo)準(zhǔn),充分激發(fā)企業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)化積極性。同時,鼓勵具備相應(yīng)能力的學(xué)會、協(xié)會、商會、聯(lián)合會等社會組織和產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)盟協(xié)調(diào)相關(guān)市場主體共同制定滿足市場和創(chuàng)新需要的標(biāo)準(zhǔn),利用無線電協(xié)會等現(xiàn)有平臺,充分發(fā)揮其作用,以市場自主選擇的形式,供市場自愿選用,增加標(biāo)準(zhǔn)的有效供給。支持專利融入團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn),推動技術(shù)進(jìn)步。激活社會組織、產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)盟和企業(yè)的活力,提升其主動參與標(biāo)準(zhǔn)起草的意愿,提供必要的支持,鼓勵其參與國際標(biāo)準(zhǔn)化活動。
標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系分支的建立標(biāo)志著無線電監(jiān)管技術(shù)設(shè)施建設(shè)邁向新的階段,在規(guī)范建設(shè)的同時,也將引導(dǎo)無線電監(jiān)管技術(shù)設(shè)施產(chǎn)業(yè)更加規(guī)范,從而更加優(yōu)質(zhì)的服務(wù)于無線電管理工作?!?/p>
[1] 國家無線電管理規(guī)劃(2016-2020年).
[2] 無線電管理技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化工作發(fā)展研究報告.
[3] 無線電領(lǐng)域標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)指南.